Este enfoque difiere de la energía solar concentrada , la otra importante tecnología de generación solar a gran escala, que utiliza calor para impulsar una variedad de sistemas generadores convencionales. Ambos enfoques tienen sus propias ventajas y desventajas, pero hasta la fecha, por diversas razones, la tecnología fotovoltaica ha tenido un uso mucho más amplio. En 2019 [actualizar], aproximadamente el 97% de la capacidad de energía solar a escala comercial era fotovoltaica. [1] [2]
En algunos países, la capacidad nominal de las centrales fotovoltaicas está clasificada en megavatios pico (MW p ), que se refiere a la potencia de salida máxima teórica de CC del panel solar. En otros países, el fabricante indica la superficie y la eficiencia. Sin embargo, Canadá, Japón, España y Estados Unidos a menudo especifican el uso de la potencia nominal más baja convertida en MW CA , una medida más directamente comparable a otras formas de generación de energía. La mayoría de los parques solares se desarrollan a una escala de al menos 1 MW p . En 2018, las centrales fotovoltaicas en funcionamiento más grandes del mundo superaron el gigavatio . A finales de 2019, alrededor de 9.000 parques solares tenían más de 4 MW de CA (escala de servicios públicos), con una capacidad combinada de más de 220 GW de CA. [1]
La mayoría de las centrales fotovoltaicas a gran escala existentes son propiedad de productores de energía independientes y están operadas por ellos, pero la participación de proyectos de propiedad comunitaria y de servicios públicos está aumentando. [3] Anteriormente, casi todos estaban respaldados, al menos en parte, por incentivos regulatorios como tarifas de alimentación o créditos fiscales , pero como los costos nivelados cayeron significativamente en la década de 2010 y se alcanzó la paridad de red en la mayoría de los mercados, los incentivos externos generalmente no se aplican. necesario.
Historia
Serpa Solar Park construido en Portugal en 2006
El primer parque solar de 1 MW p fue construido por Arco Solar en Lugo, cerca de Hesperia, California , a finales de 1982, [4] seguido en 1984 por una instalación de 5,2 MW p en Carrizo Plain . [5] Desde entonces, ambos han sido desmantelados (aunque en 2015 se puso en servicio una nueva planta, Topaz Solar Farm , en Carrizo Plain). [6] La siguiente etapa siguió a las revisiones de 2004 [7] de las tarifas de alimentación en Alemania , [8] cuando se construyó un volumen sustancial de parques solares. [8]
Desde entonces se han instalado en Alemania varios cientos de instalaciones de más de 1 MW p , de las cuales más de 50 son de más de 10 MW p . [9] Con la introducción de tarifas de alimentación en 2008, España se convirtió brevemente en el mercado más grande con unos 60 parques solares de más de 10 MW, [10] pero estos incentivos han sido retirados desde entonces. [11] Estados Unidos, [12] China, [13] India, [14] Francia, [15] Canadá, [16] Australia, [17] e Italia, [18] entre otros, también se han convertido en importantes mercados, como se muestra. en la lista de centrales fotovoltaicas .
Las mayores instalaciones en construcción tienen capacidades de cientos de MW p y algunas de más de 1 GW p . [19] [20] [21]
Ubicación y uso del suelo
Distribución en mosaico de las centrales fotovoltaicas (PV) en el paisaje del Sudeste de Alemania
El área de terreno requerida para una producción de energía deseada varía según la ubicación, [22] la eficiencia de los paneles solares, [23] la pendiente del sitio, [24] y el tipo de montaje utilizado. Los paneles solares de inclinación fija que utilizan paneles típicos con aproximadamente un 15% de eficiencia [25] en sitios horizontales, necesitan alrededor de 1 hectárea (2,5 acres)/MW en los trópicos y esta cifra se eleva a más de 2 hectáreas (4,9 acres) en el norte de Europa. [22]
Debido a la sombra más larga que proyecta el conjunto cuando se inclina en un ángulo más pronunciado, [26] esta área suele ser aproximadamente un 10 % mayor para un conjunto de inclinación ajustable o un seguidor de un solo eje, y un 20 % mayor para un seguidor de 2 ejes, [27 ] aunque estas cifras variarán dependiendo de la latitud y la topografía. [28]
Las mejores ubicaciones para parques solares en términos de uso de la tierra se consideran sitios abandonados , o donde no hay otro uso valioso de la tierra. [29] Incluso en áreas cultivadas, una proporción significativa del sitio de una granja solar también puede dedicarse a otros usos productivos, como el cultivo de cultivos [30] [31] o la biodiversidad. [32] El cambio en el albedo afecta la temperatura local. Un estudio afirma que la temperatura aumenta debido al efecto isla de calor [33] y otro estudio afirma que los entornos de los ecosistemas áridos se vuelven más fríos. [34]
Agrivoltaica
Agrivoltaics utiliza la misma superficie de tierra tanto para la energía solar fotovoltaica como para la agricultura . Un estudio reciente encontró que el valor de la electricidad generada por energía solar, junto con la producción de cultivos tolerantes a la sombra, generó un aumento de más del 30% en el valor económico de las granjas que implementaron sistemas agrivoltaicos en lugar de la agricultura convencional. [35]
En algunos casos, se construyen en sitios adyacentes varias centrales solares diferentes con propietarios y contratistas distintos. [37] [38] Esto puede ofrecer la ventaja de que los proyectos comparten el costo y los riesgos de la infraestructura del proyecto, como las conexiones a la red y la aprobación de la planificación. [39] [40] Los parques solares también se pueden ubicar junto con los parques eólicos. [41]
A veces, "parque solar" se utiliza para describir un conjunto de estaciones de energía solar individuales, que comparten sitios o infraestructura, [39] [42] [43] y "grupo" se utiliza cuando varias plantas están ubicadas cerca sin ningún recurso compartido. [44] Algunos ejemplos de parques solares son el Parque Solar Charanka , donde hay 17 proyectos de generación diferentes; Neuhardenberg , [45] [46] con once plantas, y el parque solar Golmud con una capacidad total reportada de más de 500 MW. [47] [48] Un ejemplo extremo sería llamar a todas las granjas solares en el estado de Gujarat de la India un único parque solar, el Parque Solar de Gujarat .
Para evitar por completo el uso del suelo, en 2022 se instaló un parque solar flotante de 5 MW en el embalse de la presa de Alqueva , Portugal, que permitirá combinar la energía solar y la hidroeléctrica. [49] Por otra parte, una empresa de ingeniería alemana se comprometió a integrar un parque solar flotante marino con un parque eólico marino para utilizar el espacio oceánico de manera más eficiente. [49] Los proyectos implican una " hibridación ", en la que se combinan diferentes tecnologías de energía renovable en un solo lugar. [49]
Granjas solares en el espacio
La primera prueba exitosa en enero de 2024 de una granja solar en el espacio (que recolecta energía solar de una celda fotovoltaica y la transmite a la Tierra) constituyó una demostración temprana de viabilidad completada. [50] Tales configuraciones no están limitadas por la cobertura de nubes o el ciclo del Sol. [50]
Tecnología
La mayoría de los parques solares son sistemas fotovoltaicos montados en el suelo , también conocidos como plantas de energía solar de campo libre. [51] Pueden tener inclinación fija o utilizar un seguidor solar de un solo eje o de dos ejes . [52] Si bien el seguimiento mejora el rendimiento general, también aumenta el costo de instalación y mantenimiento del sistema. [53] [54] Un inversor solar convierte la salida de energía del conjunto de CC a CA , y la conexión a la red pública se realiza a través de un transformador elevador trifásico de alto voltaje de típicamente 10 kV y más. [55] [56]
Arreglos de paneles solares
Los paneles solares son los subsistemas que convierten la luz entrante en energía eléctrica. [57] Constan de una multitud de paneles solares , montados en estructuras de soporte e interconectados para entregar una salida de energía a los subsistemas electrónicos de acondicionamiento de energía. [58] La mayoría son sistemas de campo libre que utilizan estructuras montadas en el suelo, [51] generalmente de uno de los siguientes tipos:
matrices fijas
Muchos proyectos utilizan estructuras de montaje donde los paneles solares se montan con una inclinación fija [ ancla rota ] calculada para proporcionar el perfil de producción anual óptimo. [52] Los paneles normalmente están orientados hacia el ecuador, en un ángulo de inclinación ligeramente menor que la latitud del sitio. [59] En algunos casos, dependiendo de los regímenes climáticos, topográficos o de fijación de precios de la electricidad locales, se pueden utilizar diferentes ángulos de inclinación, o los conjuntos pueden desplazarse del eje normal este-oeste para favorecer la producción matutina o vespertina. [60]
Una variante de este diseño es el uso de matrices, cuyo ángulo de inclinación se puede ajustar dos o cuatro veces al año para optimizar la producción estacional. [52] También requieren más superficie de terreno para reducir la sombra interna en el ángulo de inclinación más pronunciado en invierno. [26] Debido a que el aumento de la producción suele ser sólo de un pequeño porcentaje, rara vez justifica el aumento del costo y la complejidad de este diseño. [27]
Seguidores de doble eje
El parque solar Bellpuig, cerca de Lérida, España, utiliza seguidores de 2 ejes montados en postes
Para maximizar la intensidad de la radiación directa entrante, los paneles solares deben orientarse normalmente a los rayos del sol. [61] Para lograr esto, se pueden diseñar conjuntos utilizando seguidores de dos ejes , capaces de seguir el sol en su movimiento diario a través del cielo y a medida que su elevación cambia a lo largo del año. [62]
Estos conjuntos deben espaciarse para reducir la sombra intermedia a medida que el sol se mueve y las orientaciones del conjunto cambian, por lo que se necesita más área de terreno. [63] También requieren mecanismos más complejos para mantener la superficie de la matriz en el ángulo requerido. El aumento de producción puede ser del orden del 30% [64] en lugares con altos niveles de radiación directa , pero el aumento es menor en climas templados o aquellos con radiación difusa más significativa , debido a condiciones de nubosidad. Por lo tanto, los seguidores de doble eje se utilizan con mayor frecuencia en regiones subtropicales [63] y se implementaron por primera vez a escala de servicios públicos en la planta de Lugo. [4]
Seguidores de un solo eje
Un tercer enfoque logra algunos de los beneficios del seguimiento, con una penalización menor en términos de superficie terrestre, capital y costo operativo. Esto implica seguir el sol en una dimensión –en su viaje diario a través del cielo– pero no ajustarlo a las estaciones. [65] El ángulo del eje es normalmente horizontal, aunque algunos, como el parque solar en la Base de la Fuerza Aérea de Nellis, que tiene una inclinación de 20°, [66] inclinan el eje hacia el ecuador en una orientación norte-sur, efectivamente un híbrido entre seguimiento e inclinación fija. [67]
Los sistemas de seguimiento de un solo eje están alineados a lo largo de ejes aproximadamente de norte a sur. [68] Algunos utilizan enlaces entre filas para que el mismo actuador pueda ajustar el ángulo de varias filas a la vez. [sesenta y cinco]
Conversión de energía
Los paneles solares producen electricidad de corriente continua (CC), por lo que los parques solares necesitan equipos de conversión [58] para convertirla en corriente alterna (CA), que es la forma transmitida por la red eléctrica. Esta conversión se realiza mediante inversores . Para maximizar su eficiencia, las plantas de energía solar también varían la carga eléctrica , ya sea dentro de los inversores o como unidades separadas. Estos dispositivos mantienen cada cadena de paneles solares cerca de su punto de máxima potencia . [69]
Existen dos alternativas principales para configurar este equipo de conversión; inversores centralizados y string, [70] aunque en algunos casos se utilizan inversores individuales o microinversores . [71] Los inversores únicos permiten optimizar la salida de cada panel, y los inversores múltiples aumentan la confiabilidad al limitar la pérdida de salida cuando falla un inversor. [72]
Estas unidades tienen una capacidad relativamente alta, típicamente del orden de 1 MW a 7 MW para las unidades más nuevas (2020), [74] por lo que condicionan la producción de un bloque sustancial de paneles solares, quizás hasta 2 hectáreas (4,9 acres). en la zona. [75] Los parques solares que utilizan inversores centralizados a menudo se configuran en bloques rectangulares discretos, con el inversor relacionado en una esquina o en el centro del bloque. [76] [77] [78]
Inversores de cadena
Los inversores de cadena tienen una capacidad sustancialmente menor que los inversores centrales, del orden de 10 kW hasta 250 KW para los modelos más nuevos (2020), [74] [79] y condicionan la salida de una sola cadena de matriz. Normalmente se trata de una fila completa o parte de una fila de paneles solares dentro de la planta general. Los inversores de cadena pueden mejorar la eficiencia de los parques solares, donde diferentes partes del conjunto experimentan diferentes niveles de insolación, por ejemplo, cuando están dispuestas en diferentes orientaciones o muy juntas para minimizar el área del sitio. [72]
Transformadores
Los inversores del sistema normalmente proporcionan potencia de salida a voltajes del orden de 480 V CA hasta 800 V CA. [80] [81] Las redes eléctricas funcionan a voltajes mucho más altos, del orden de decenas o cientos de miles de voltios, [82] por lo que se incorporan transformadores para entregar la salida requerida a la red. [56] Debido al largo plazo de entrega, Long Island Solar Farm optó por mantener un transformador de repuesto en el lugar, ya que una falla del transformador habría mantenido el parque solar fuera de línea durante un largo período. [83] Los transformadores suelen tener una vida útil de 25 a 75 años y normalmente no requieren reemplazo durante la vida útil de una central fotovoltaica. [84]
El rendimiento de un parque solar depende de las condiciones climáticas, los equipos utilizados y la configuración del sistema. La entrada de energía primaria es la irradiancia de luz global en el plano de los paneles solares, y ésta a su vez es una combinación de radiación directa y difusa. [85] En algunas regiones , la suciedad , la acumulación de polvo o material orgánico en los paneles solares que bloquea la luz incidente, es un factor de pérdida importante. [86]
Un determinante clave del rendimiento del sistema es la eficiencia de conversión de los paneles solares, que depende en particular del tipo de célula solar utilizada. [87]
Habrá pérdidas entre la salida de CC de los paneles solares y la energía de CA entregada a la red, debido a una amplia gama de factores como pérdidas por absorción de luz, desajustes, caída de voltaje del cable, eficiencias de conversión y otras pérdidas parásitas . [88] Se ha desarrollado un parámetro denominado 'índice de rendimiento' [89] para evaluar el valor total de estas pérdidas. El índice de rendimiento proporciona una medida de la potencia de CA de salida entregada como proporción de la potencia de CC total que los paneles solares deberían poder entregar en las condiciones climáticas ambientales. En los parques solares modernos, el índice de rendimiento suele ser superior al 80%. [90] [91]
Degradación del sistema
La producción de los primeros sistemas fotovoltaicos disminuyó hasta un 10%/año, [5] pero a partir de 2010 la tasa de degradación media era del 0,5%/año, y los paneles fabricados después de 2000 tenían una tasa de degradación significativamente menor, por lo que un sistema perdería sólo 12%/año. % de su rendimiento de producción en 25 años. Un sistema que utilice paneles que se degraden un 4% al año perderá el 64% de su producción durante el mismo período. [92] Muchos fabricantes de paneles ofrecen una garantía de rendimiento, normalmente del 90% en diez años y del 80% en 25 años. La producción de todos los paneles normalmente está garantizada en más o menos el 3% durante el primer año de funcionamiento. [93]
El negocio del desarrollo de parques solares
Westmill Solar Park [94] es la central de energía solar de propiedad comunitaria más grande del mundo [95]
Las plantas de energía solar se desarrollan para suministrar electricidad comercial a la red como alternativa a otras centrales generadoras renovables, fósiles o nucleares. [96]
Algunos de estos productores de energía desarrollan su propia cartera de plantas de energía, [99] pero la mayoría de los parques solares son inicialmente diseñados y construidos por desarrolladores de proyectos especializados. [100] Normalmente, el promotor planificará el proyecto, obtendrá los permisos de planificación y conexión y gestionará la financiación del capital necesario. [101] El trabajo de construcción real normalmente se contrata a uno o más contratistas de ingeniería, adquisiciones y construcción (EPC). [102] [ fuente poco confiable? ]
Los principales hitos en el desarrollo de una nueva central fotovoltaica son la autorización de planificación , [103] la aprobación de la conexión a la red, [104] el cierre financiero , [105] la construcción, [106] la conexión y la puesta en servicio. [107] En cada etapa del proceso, el desarrollador podrá actualizar las estimaciones del rendimiento y los costos previstos de la planta y los rendimientos financieros que debería poder ofrecer. [108]
Aprobación de planificación
La aceptación de las instalaciones eólicas y solares en la propia comunidad es más fuerte entre los demócratas estadounidenses (azul), mientras que la aceptación de las plantas de energía nuclear es más fuerte entre los republicanos estadounidenses (rojo). [109]
Las centrales fotovoltaicas ocupan al menos una hectárea por cada megavatio de producción nominal, [110] por lo que requieren una superficie de terreno sustancial; que está sujeto a la aprobación del proyecto. Las posibilidades de obtener el consentimiento y el tiempo, costo y condiciones relacionados varían según la jurisdicción y la ubicación. Muchas aprobaciones de planificación también aplicarán condiciones sobre el tratamiento del sitio después de que la estación haya sido desmantelada en el futuro. [81] Generalmente se lleva a cabo una evaluación profesional de salud, seguridad y medio ambiente durante el diseño de una central fotovoltaica para garantizar que la instalación esté diseñada y planificada de acuerdo con todas las regulaciones de HSE .
Conexión a la red
La disponibilidad, localidad y capacidad de la conexión a la red es una consideración importante en la planificación de un nuevo parque solar y puede contribuir significativamente al costo. [111]
La mayoría de las estaciones están situadas a pocos kilómetros de un punto de conexión a la red adecuado. Esta red debe ser capaz de absorber la producción del parque solar cuando esté funcionando a su máxima capacidad. Normalmente, el promotor del proyecto tendrá que asumir el coste de proporcionar líneas eléctricas hasta este punto y realizar la conexión; además, a menudo, de cualquier costo asociado con la actualización de la red, para que pueda acomodar la producción de la planta. [112] Por lo tanto, las centrales solares a veces se construyen en emplazamientos de antiguas centrales eléctricas alimentadas con carbón para reutilizar la infraestructura existente. [113]
Operación y mantenimiento
Una vez que el parque solar ha sido puesto en funcionamiento, el propietario suele celebrar un contrato con una contraparte adecuada para encargarse de la operación y el mantenimiento (O&M). [114] En muchos casos esto puede ser realizado por el contratista EPC original. [115]
Los confiables sistemas de estado sólido de las plantas solares requieren un mantenimiento mínimo, en comparación con la maquinaria rotativa. [116] Un aspecto importante del contrato de operación y mantenimiento será el monitoreo continuo del desempeño de la planta y todos sus subsistemas primarios, [117] que normalmente se lleva a cabo de forma remota. [118] Esto permite comparar el rendimiento con la producción prevista en las condiciones climáticas realmente experimentadas. [105] También proporciona datos que permiten programar tanto la rectificación como el mantenimiento preventivo. [119] Un pequeño número de grandes granjas solares utilizan un inversor [120] [121] o maximizador [122] separado para cada panel solar, que proporciona datos de rendimiento individuales que pueden monitorearse. Para otros parques solares, se utilizan imágenes térmicas para identificar los paneles que no funcionan y deben reemplazarse. [123]
La entrega de energía
Los ingresos de un parque solar se derivan de las ventas de electricidad a la red, por lo que su producción se mide en tiempo real con lecturas de su producción de energía proporcionadas, generalmente cada media hora, para el equilibrio y liquidación dentro del mercado eléctrico. [124]
Los ingresos se ven afectados por la confiabilidad de los equipos dentro de la planta y también por la disponibilidad de la red eléctrica a la que exporta. [125] [ ¿ fuente poco confiable? ] Algunos contratos de conexión permiten al operador del sistema de transmisión reducir la producción de un parque solar, por ejemplo en momentos de baja demanda o alta disponibilidad de otros generadores. [126] Algunos países establecen disposiciones legales para el acceso prioritario a la red [127] para generadores renovables, como el previsto en la Directiva europea sobre energías renovables . [128]
A medida que los costos de la energía solar alcanzaron la paridad de la red, los sistemas fotovoltaicos pudieron ofrecer energía de manera competitiva en el mercado energético. Los subsidios e incentivos, que eran necesarios para estimular el mercado inicial, como se detalla más adelante, fueron reemplazados progresivamente por subastas [132] y licitaciones competitivas que llevaron a nuevas reducciones de precios.
Costos energéticos competitivos de la energía solar a gran escala
La mejora de la competitividad de la energía solar a gran escala se hizo más visible a medida que los países y las empresas de energía introdujeron subastas [133] para nueva capacidad de generación. Algunas subastas están reservadas para proyectos solares, [134] mientras que otras están abiertas a una gama más amplia de fuentes. [135]
Los precios revelados por estas subastas y licitaciones han dado lugar a precios altamente competitivos en muchas regiones. Entre los precios cotizados se encuentran:
Paridad de la red
Las estaciones de generación solar se han abaratado progresivamente en los últimos años y se espera que esta tendencia continúe. [143] Mientras tanto, la generación tradicional de electricidad se está volviendo cada vez más cara. [144] Estas tendencias llevaron a un punto de cruce cuando el costo nivelado de la energía procedente de parques solares, históricamente más caros, igualó o superó el costo de la generación de electricidad tradicional. [145] Este punto depende de las ubicaciones y otros factores, y comúnmente se lo conoce como paridad de red. [146]
Para las centrales solares comerciales, donde la electricidad se vende a la red de transmisión de electricidad, el coste nivelado de la energía solar deberá coincidir con el precio mayorista de la electricidad. Este punto a veces se denomina "paridad de red mayorista" o "paridad de barra colectora". [147]
Los precios de los sistemas fotovoltaicos instalados muestran variaciones regionales, más que las células y paneles solares, que tienden a ser productos básicos globales. La AIE explica estas discrepancias debido a diferencias en los "costos blandos", que incluyen la adquisición de clientes, permisos, inspección e interconexión, mano de obra de instalación y costos de financiamiento. [148]
Mecanismos de incentivos
En los años previos a que se alcanzara la paridad de red en muchas partes del mundo, las estaciones de generación solar necesitaban algún tipo de incentivo financiero para competir por el suministro de electricidad. [149] [ ¿ fuente poco confiable? ] Muchos países utilizaron tales incentivos para apoyar el despliegue de centrales de energía solar. [150]
Tarifas de alimentación
Las tarifas de alimentación son precios designados que las empresas de servicios públicos deben pagar por cada kilovatio hora de electricidad renovable producida por generadores calificados e inyectada a la red. [151] Estas tarifas normalmente representan una prima sobre los precios mayoristas de la electricidad y ofrecen un flujo de ingresos garantizado para ayudar al productor de energía a financiar el proyecto. [152]
Estándares de cartera de renovables y obligaciones con proveedores
Estos estándares son obligaciones para las empresas de servicios públicos de obtener una proporción de su electricidad de generadores renovables. [153] En la mayoría de los casos, no prescriben qué tecnología debe utilizarse y la empresa de servicios públicos es libre de seleccionar las fuentes renovables más apropiadas. [154]
Hay algunas excepciones en las que a las tecnologías solares se les asigna una proporción del RPS en lo que a veces se denomina "reserva solar". [155]
Garantías de préstamos y otros incentivos de capital
Algunos países y estados adoptan incentivos financieros menos específicos, disponibles para una amplia gama de inversiones en infraestructura, como el plan de garantía de préstamos del Departamento de Energía de EE. UU., [156] que estimuló una serie de inversiones en la planta de energía solar en 2010 y 2011. [ 157]
Créditos fiscales y otros incentivos fiscales
Otra forma de incentivo indirecto que se ha utilizado para estimular la inversión en plantas de energía solar fueron los créditos fiscales disponibles para los inversores. En algunos casos los créditos estaban vinculados a la energía producida por las instalaciones, como los Créditos Fiscales a la Producción. [158] En otros casos los créditos estaban relacionados con la inversión de capital, como los Créditos Fiscales a la Inversión [159]
Programas internacionales, nacionales y regionales.
Además de los incentivos comerciales del libre mercado, algunos países y regiones tienen programas específicos para apoyar el despliegue de instalaciones de energía solar.
La Directiva de Energías Renovables de la Unión Europea [160] establece objetivos para niveles crecientes de despliegue de energía renovable en todos los estados miembros. Se ha pedido a cada uno de ellos que desarrolle un Plan de Acción Nacional de Energía Renovable que muestre cómo se cumplirían estos objetivos, y muchos de ellos tienen medidas de apoyo específicas para el despliegue de la energía solar. [161] La directiva también permite a los estados desarrollar proyectos fuera de sus fronteras nacionales, y esto puede conducir a programas bilaterales como el proyecto Helios. [162]
El Mecanismo de Desarrollo Limpio [163] de la CMNUCC es un programa internacional en virtud del cual se pueden apoyar estaciones de generación solar en ciertos países calificados. [164]
Además, muchos otros países tienen programas específicos de desarrollo de la energía solar. Algunos ejemplos son el JNNSM de la India , [165] el programa emblemático de Australia , [166] y proyectos similares en Sudáfrica [167] e Israel . [168]
Rendimiento financiero
El rendimiento financiero de una planta de energía solar está en función de sus ingresos y sus costes. [27]
La producción eléctrica de un parque solar estará relacionada con la radiación solar, la capacidad de la planta y su ratio de rendimiento. [89] Los ingresos derivados de esta producción eléctrica procederán principalmente de la venta de la electricidad, [169] y de cualquier pago de incentivos, como los previstos en las tarifas de alimentación u otros mecanismos de apoyo. [170]
Los precios de la electricidad pueden variar en diferentes momentos del día, dando un precio más alto en momentos de alta demanda. [171] Esto puede influir en el diseño de la planta para aumentar su producción en esos momentos. [172]
Los costos dominantes de las plantas de energía solar son el costo de capital y, por lo tanto, cualquier financiamiento y depreciación asociados . [173] Aunque los costos operativos suelen ser relativamente bajos, especialmente porque no se requiere combustible, [116] la mayoría de los operadores querrán asegurarse de que esté disponible una cobertura adecuada de operación y mantenimiento [117] para maximizar la disponibilidad de la planta y así optimizar los ingresos. relación costo-beneficio. [174]
Geografía
Los primeros lugares en alcanzar la paridad de red fueron aquellos con altos precios tradicionales de electricidad y altos niveles de radiación solar. [22] Se espera que la distribución mundial de parques solares cambie a medida que diferentes regiones alcancen la paridad de red. [175] Esta transición también incluye un cambio de plantas en tejados a plantas a escala de servicios públicos, ya que el enfoque del nuevo despliegue fotovoltaico ha cambiado de Europa a los mercados del Sunbelt , donde se prefieren los sistemas fotovoltaicos montados en suelo. [176] : 43
Debido a los antecedentes económicos, los sistemas a gran escala se distribuyen actualmente donde los regímenes de apoyo han sido los más consistentes o los más ventajosos. [177] Wiki-Solar evaluó la capacidad total de las plantas fotovoltaicas en todo el mundo por encima de 4 MW CA como c. 220 GW en c. 9.000 instalaciones a finales de 2019 [1] y representa alrededor del 35 por ciento de la capacidad fotovoltaica global estimada de 633 GW , frente al 25 por ciento en 2014. [178] [176] [ necesita actualización ] Las actividades en los mercados clave se revisan individualmente a continuación .
Porcelana
En 2013, China superó a Alemania como la nación con mayor capacidad solar a escala de servicios públicos. [179] Gran parte de esto ha sido apoyado por el Mecanismo de Desarrollo Limpio . [180]
La distribución de plantas de energía en todo el país es bastante amplia, con la mayor concentración en el desierto de Gobi [13] y conectadas a la red eléctrica del noroeste de China. [181]
Alemania
La primera planta de varios megavatios en Europa fue el proyecto comunitario de 4,2 MW de Hemau, puesto en marcha en 2003. [182] Pero fueron las revisiones de las tarifas de alimentación alemanas en 2004, [7] las que dieron el mayor impulso a el establecimiento de plantas de energía solar a escala comercial. [183] El primero que se completó en el marco de este programa fue el parque solar Leipziger Land desarrollado por Geosol. [184] Entre 2004 y 2011 se construyeron varias docenas de plantas, varias de las cuales eran en ese momento las más grandes del mundo. La EEG , la ley que establece las tarifas reguladas en Alemania, proporciona la base legislativa no sólo para los niveles de compensación, sino también para otros factores regulatorios, como el acceso prioritario a la red. [127] La ley fue modificada en 2010 para restringir el uso de tierras agrícolas, [185] desde entonces la mayoría de los parques solares se han construido en los llamados "terrenos de desarrollo", como antiguos emplazamientos militares. [45] En parte por esta razón, la distribución geográfica de las centrales fotovoltaicas en Alemania [9] está sesgada hacia la antigua Alemania del Este . [186] [187]
India se ha convertido en una de las naciones líderes en la instalación de capacidad solar a escala de servicios públicos. El Parque Solar Charanka en Gujarat se inauguró oficialmente en abril de 2012 [188] y en ese momento era el grupo de plantas de energía solar más grande del mundo.
Geográficamente, los estados con mayor capacidad instalada son Telangana , Rajasthan y Andhra Pradesh , con más de 2 GW de capacidad de energía solar instalada cada uno. [189] Rajasthan y Gujarat comparten el desierto de Thar , junto con Pakistán. En mayo de 2018 entró en funcionamiento el Parque Solar Pavagada y tuvo una capacidad de producción de 2GW. En febrero de 2020, es el parque solar más grande del mundo. [190] [191] En septiembre de 2018, Acme Solar anunció que había puesto en funcionamiento la planta de energía solar más barata de la India, el parque de energía solar Rajasthan Bhadla de 200 MW . [192]
Italia
Italia cuenta con un gran número de centrales fotovoltaicas, la mayor de las cuales es el proyecto Montalto di Castro de 84 MW . [193]
Jordán
A finales de 2017, se informó que se habían completado más de 732 MW de proyectos de energía solar, lo que contribuyó al 7% de la electricidad de Jordania. [194] Después de haber fijado inicialmente el porcentaje de energía renovable que Jordania pretendía generar para 2020 en un 10%, el gobierno anunció en 2018 que buscaba superar esa cifra y aspirar a un 20%. [195] [ necesita actualización ]
España
La mayor parte del despliegue de centrales solares en España hasta la fecha se produjo durante el auge del mercado de 2007-2008. [196] [ necesita actualización ]
Las estaciones están bien distribuidas por el país, con cierta concentración en Extremadura , Castilla-La Mancha y Murcia . [10]
Estados Unidos
Ubicación de instalaciones solares fotovoltaicas con una capacidad de corriente continua de 1 megavatio o más [197]
El despliegue estadounidense de centrales fotovoltaicas se concentra en gran medida en los estados del suroeste. [12] Los Estándares de Cartera de Energías Renovables en California [198] y los estados circundantes [199] [200] brindan un incentivo particular.
Parques solares notables
Los siguientes parques solares eran, en el momento de su entrada en funcionamiento, los más grandes del mundo o de su continente, o son notables por las razones expuestas:
^ abc Wolfe, Philip (17 de marzo de 2020). "La energía solar a escala comercial establece un nuevo récord" (PDF) . Wiki-Solar . Consultado el 11 de mayo de 2010 .
^ "La energía solar concentrada tuvo una capacidad instalada total global de 6.451 MW en 2019". HelioCSP. 2 de febrero de 2020 . Consultado el 11 de mayo de 2020 .
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^ abc Arnett, JC; Schaffer, Luisiana; Rumberg, JP; Tolbert, REL; et al. (1984). “Diseño, instalación y puesta en funcionamiento de la central eléctrica ARCO Solar de un megavatio”. Actas de la Quinta Conferencia Internacional, Atenas, Grecia . Conferencia de la CE sobre energía solar fotovoltaica: 314. Bibcode : 1984pvse.conf..314A.
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enlaces externos
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Mapeo interactivo de proyectos mundiales de más de 10MW
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